New York (USA) – Je mehr wir forschen, desto weiter verschieben wir auch die Grenzen unseres Wissens über das Leben auf der Erde – und damit möglicherweise auch darüber hinaus. Forschende haben nun einen Einzeller entdeckt, der bei Temperaturen oberhalb dessen überleben und sich vermehren kann, was bislang als Grenze für komplexe Lebensformen galt.
Copyright/Quelle: Beryl Rappaport/NASA
Wie das Team um Beryl Rappaport von der Syracuse University aktuell im Fachjournal „Cell“ (DOI: 10.1016/j.cell.2026.08.043) berichtet, entdeckten sie die als „Feueramöbe“ bezeichnete Amöbe Incendiamoeba cascadensis (I. cascadensis) in den heißen Gewässern des kalifornischen Lassen Volcanic National Park.
Erstaunlicherweise kann diese sich noch bei bis zu 63 Grad Celsius durch Zellteilung vermehren. Damit setzt sie einen neuen Temperaturrekord für bekannte Eukaryoten, also für Organismen mit komplex aufgebauten Zellen und Zellkern.
Aktiv sogar noch bei 64 Grad Celsius
Auch wenn die Amöben ihre Fortpflanzung oberhalb von 63 Grad Celsius einstellen, bleiben sie auch noch bei bis zu 64 Grad Celsius aktiv und bewegt sich in den heißen Gewässern auf der Suche nach Nahrung. Der bisherige Temperaturrekord für Eukaryoten lag bei 60 Grad Celsius und wurde von einigen Pilz- und Rotalgenarten erreicht. Die neue Entdeckung verschiebt damit die bekannte obere Temperaturgrenze für komplexe Zellen deutlich nach oben.
Hohe Temperaturen stellen für Zellen eine besondere Herausforderung dar, da Proteine und andere wichtige Biomoleküle unter diesem Einfluss ihre Struktur verlieren und Zellmembranen beschädigt werden können. Bei Eukaryoten kommt hinzu, dass sie über einen Zellkern sowie zahlreiche membranumhüllte Organellen verfügen. Dazu gehören etwa Mitochondrien und das endoplasmatische Retikulum. Lange galt deshalb die Annahme, dass solche Strukturen bei Temperaturen oberhalb von etwa 62 Grad Celsius nicht stabil bleiben könnten. Die neue „Feueramöbe“ widerlegt diese Annahme.
Schutzmechanismen gegen extreme Hitze
Um herauszufinden, wie I. cascadensis die extremen Bedingungen bewältigt, sequenzierten die Forschenden ihr Genom und untersuchten die Aktivität verschiedener Gene bei unterschiedlichen Temperaturen. Dabei fanden sie zahlreiche Gene, die offenbar zur Stabilisierung und zum Schutz der DNA beitragen. Andere ermöglichen es der Amöbe, Veränderungen ihrer Umgebung wahrzunehmen. Bei hohen Temperaturen nahm außerdem die Aktivität bestimmter Gene zu, die an der Aufrechterhaltung der korrekten Proteinfaltung beteiligt sind.
Auch bei einigen Proteinen entdeckten die Forschenden Besonderheiten, die zu ihrer Stabilität beitragen könnten. So weisen manche Proteine der Amöbe eine stark positive Oberflächenladung auf. Vergleichbare Eigenschaften sind auch von hitzeliebenden Bakterien und Archaeen bekannt.
Die Untersuchung genetischer Daten aus anderen geothermalen Lebensräumen lieferte zudem Hinweise darauf, dass verwandte hitzetolerante Amöben möglicherweise auch an anderen Orten der Erde vorkommen. Ähnliche DNA-Abschnitte wurden unter anderem in Proben aus Neuseeland und dem Yellowstone-Nationalpark gefunden.
Neue Grenzen für komplexes Leben
Extremophile – Organismen, die unter außergewöhnlichen Bedingungen wie großer Hitze, extremer Kälte, hoher Strahlung oder ungewöhnlichen pH-Werten leben – sind für die Astrobiologie von besonderem Interesse. Sie zeigen, unter welchen Bedingungen Leben grundsätzlich existieren kann.
Die bisherige Forschung zu extremen Temperaturen konzentrierte sich allerdings vor allem auf Bakterien und Archaeen. Diese gehören zu den Prokaryoten und besitzen weder einen Zellkern noch membranumhüllte Organellen. Ihre vergleichsweise einfache Zellstruktur gilt als ein Grund dafür, dass sie extreme Umweltbedingungen besonders gut tolerieren können.
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Eukaryoten gelten dagegen als komplexer aufgebaut und entwickelten sich nach heutigem Verständnis später in der Geschichte des Lebens. Zu ihnen gehören neben einzelligen Algen und Amöben auch Pflanzen, Tiere und der Mensch.
Die Entdeckung von I. cascadensis zeigt nun, dass diese Komplexität offenbar kein grundsätzliches Hindernis für das Leben bei Temperaturen von mehr als 60 Grad Celsius darstellt.
Bedeutung auch für die Suche nach außerirdischem Leben
Für die Astrobiologie ist der Fund deshalb auch über die Erde hinaus relevant. Die Untersuchung von Extremophilen hilft dabei, die bekannten Grenzen des Lebens einzugrenzen und mögliche Lebensräume auf anderen Himmelskörpern besser einzuschätzen.
Die Forschenden betonen allerdings, dass die Temperatur allein nicht über die Bewohnbarkeit einer Umgebung entscheidet. Auch Säuregrad, Sauerstoffgehalt, Druck, Wasser und verfügbare Nahrung müssen geeignete Bedingungen bieten. Zudem ist I. cascadensis Teil eines größeren Ökosystems und kann nicht unabhängig von anderen Organismen existieren.
Die neue Entdeckung erweitert damit vor allem den bekannten Spielraum dafür, wie komplex Leben unter extremen Bedingungen sein kann – und damit auch die Möglichkeiten, nach Leben außerhalb der Erde zu suchen.
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Recherchequelle: NASA
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